مسقط - مريم البادي
صنّعت مجموعة قسم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة السلطان قابوس جهازا يعتمد على تقنية النانو. وتضم المجموعة كل من الدكتور ماجد بن سالم الرقيشي والدكتور طارق محيي الدين ومشرف المختبرات عبد الله الفارسي والمهندس يونس المفرجي بالتعاون مع طالبتين من القسم، واطلق على الجهاز المولد النانوي "Piezoelectric Nano-Generator".
وقال الدكتور ماجد الرقيشي إنّ فكرة المشروع عبارة عن مولد كهربائي يعتمد على تقنية النانو بحيث يعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وهذا المبدأ في تحول الطاقة موجود بشكل عام في بعض بلورات المواد وكذلك في بعض مخاليط (السراميك) التي تحتوي على مركبات مثل الزركونيوم والرصاص والتيتانيوم الموجودة في الطبيعة كما توجد هذه الظاهرة في بعض البروتينات والمادة الوراثية DNA.
وأضاف: اعتمدنا في مشروعنا على المواد المتناهية الصغر، التي نصنعها في مختبر تصنيع مواد النانو في قسم الفيزياء باستخدام طريقة "التكثيف البخاري الكيميائي" الذي يتم عن طريق تسخين بعض المواد الكيميائية كالبودرة ثم تتبخر هذه المواد ويتم توجيه البخار أو الغازات الناتجة إلى منطقة أقل حرارة أو مناسبة لكي تتحول في تلك المنطقة من مادة في الحالة الغازية إلى مادة صلبة ومن ثم تتكثف على أسطح ثنائية البعد ثم إنّ هذه المواد الناتجة تبدأ بأخذ أشكال نانوية مختلفة على هذه الأسطح ثنائية البعد وعند الانتهاء من هذه العملية نقوم بإزالة مواد النانو الناتجة من على هذه الأسطح واستخدامها في تطبيقات لإنتاج الطاقة وذلك بعد فحصها ودراسة خصائصها.
وذكر الدكتور الرقيشي أنّ المواد النانوية المنتجة بهذه الطريقة تأخذ عدة أشكال فمنها عبارة عن أسلاك مصمتة وأخرى مجوفة من الداخل وتسمى "الأنابيب النانوية" وفي بعض الأحيان تكون أشكالها كروية وتسمى "نقط كمية" ولكن في هذا المشروع يتم استهداف الأسلاك النانوية من مادة فيها خاصية تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية كبيرة، وشرط أساسي في هذه المواد أن تتكون من بلورة أحادية أيّ أنّ التركيب الداخلي لشكل الذرات متشابه في كل المادة، ويوجد بهذه البلورات شحنات موجبة وأخرى سالبة بنسبة 1:1 وبهذا تكون الشحنة العامة متعادلة ولكن بعد الضغط على البلورة يتغير شكلها آنيا، وأثناء التغير تتجه الشحنات السالبة في وجه معين لهذه البلورة في حين تتجه الشحنات الموجة للوجه المقابل وينشأ عندها مجال كهربائي داخلي ومن ثم فإن مقدار فرق الجهد الناتج يعتمد على قوة الضغط، ولكي نحصل على طاقة كهربائية بصفة مستمرة قمنا بتوصيل هذا الجهاز بدائرة كهربائية يوجد بها مكثف كهربائي إذ يعمل على تخزين هذه الطاقة الكهربائية واستخدامها وقت الحاجة. وابتكر فريق العمل جهاز آخر يعتمد على الفكرة ذاتها لكن بدلا من الضغط الميكانيكي يثني الجهاز للحصول على ضغط متساوي ثم الحصول على معدل أفضل من الطاقة الكهربائية وما يزال المشروع في طور التحديث.
وأوضح الدكتور الرقيشي أن الاستخدامات والتطبيقات متعددة لهذا الجهاز فأي حركة طبيعية متكررة كحركة أمواج البحر أو حركة الرياح يعد مصدراً للضغط الميكانيكي اللازم والذي بدوره يولد طاقة متوسطة ولكنها مستمرة. لذلك في المستقبل سيتم استغلال طاقة أمواج البحر عن طريق تحويلها إلى طاقة كهربائية بحيث تكون مميزاتها نظيفة ومستمرة عن طريق جهاز أطلق علية صندوق الطاقة الذي سيجمع عدة مولدات نانوية مع بعضها البعض.
ويركز قسم الفيزياء بكلية العلوم في جامعة السلطان قابوس على تطوير المجالات التطبيقية التي من الممكن أن تسهم فيها تقنية النانو بشكل يعود على المجتمع بالنفع والفائدة وعلى الطلبة والباحثين.
